- Dipolmomente einiger chemischer Verbindungen und Anregung

Das Erwärmen einer Lösung durch Mikrowellen ist von deren Absorption beim Durchgang durch einen Stoff (Gefäßmaterial) abhängig. Der dielektrische Verlustfaktor tan ist ein Maß für die Anregbarkeit einzelner Stoffe durch Mikrowellenenergie. Der Faktor beschreibt die Erwärmung eines Dielektrikums im elektrischen Wechselfeld. Dies wird in der folgenden Gleichung definiert, indem tan das Verhältnis des dielektrischen Verlustes '' zur Dielektrizitätskonstante ' darstellt. Damit ist tan der Phasenverschiebungswinkel des elektrischen Wechselfeldes.



Stoffe mit großem tan (z.B. PVC) lassen sich mit Hochfrequenzgeräten leicht erwärmen, solche mit kleinem tan (z.B. PTFE) nicht. '' ist ein Maß für die Fähigkeit einer Probe, Mikrowellenenergie aufzunehmen, wobei der Verlust die Menge an Energie ist, die die Probe absorbiert und dadurch erwärmt wird.
Die Größe des Dissipationsfaktors eines Materials ist vom Mechanismus der Energieeinkupplung abhängig. Grundsätzlich werden zwei verschiedene Mechanismen betrachtet, zum einem die Ionenleitung, zum anderen die Dipolrotation.
Unter einer Ionenleitung wird die Ausrichtung und Wanderung von Ladungen in einem elektrischen Feld verstanden. Werden aber die Ionen an dieser Bewegung gehindert, so kommt es zu einer Erwärmung, vergleichbar mit einer Widerstandsheizung. Je stärker die Stoß- oder Reibungsverluste sind, desto geringer ist die mögliche Mobilität. Große Ionen haben eine geringere Mobilität. Um Sie so mehr Ionen in einer Lösung vorhanden sind, um so mehr werden im Feld der Mikrowelle beschleunigt und zu Stößen angeregt, welche dann für eine höhere Absorption von Energie verantwortlich sind und somit die Energieumwandlung beschleunigen. Der zweite Mechanismus der Energieübertragung hängt mit der Molekülrotation zusammen. Mit der Frequenz der Mikrowellenstrahlung wechselt der sogenannte geordnete Zustand der Moleküle bei hoher Feldstärke in den sogenannten ungeordneten Zustand. Für die Effizienz der Energieeinkopplung ist die Zeit verantwortlich, die die Moleküle brauchen, um vom geordneten in den ungeordneten Zustand zu gelangen. Diese Zeit wird als dielektrische Relaxationszeit bezeichnet und ist der Kehrwert der Winkelfrequenz der Mikrowellenenergie .



mit f: Mikrowellenfrequenz

Soweit mikrowellentransparente Stoffe chemisch resistent sind, können sie als Gefäß- oder Tiegelmaterial verwendet werden. Wegen der geringen Mikrowellenabsorptionsraten von Hostaflon TFM, Teflon PFA, PTFE, Glas und Quarz sind dies bevorzugte Gefäßmaterialien für Anwendungen im Mikrowellengerät.


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